针对城市地铁安全运行状态监测问题，提出了基于隧道壁动力响应反推轨道结构动力参数来识别地铁运行状态的方法。首先，针对马蹄形和圆形隧道，分别测试地铁行驶中隧道壁的动力响应；其次，建立马蹄形和圆形隧道-轨道基础有限元模型，对测试工况进行模拟以校验有限元模型的准确性；然后，利用有限元模型研究不同类型隧道、道床和峰期激振力对地铁运行状态识别效果的影响；最后，通过变参数分析，研究地铁浮置板弹簧隔振器发生不同损伤数量、程度和位置对隧道壁动态响应的影响规律。结果表明：相比马蹄形隧道，圆形隧道壁加速度峰值提高了79.0%；采用浮置板道床可降低加速度峰值达57.5%；不同时段隧道壁加速度响应表现出明显差异，高峰期时隧道壁加速度响应较大。该研究在工程上可对隧道壁监测地铁运行状态提供参考。